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烟草属于低温敏感型植物,低温冷害会严重影响烟株的正常生长、烟叶的成熟、产量和品质[1-3]. 云南省属于西南高原植烟生态区,低温冷害是云南省烟区主要的气象灾害之一[4],12月至次年1月为云南省寒潮多发期[5],而云南省德宏州冬春烟移栽时间多集中在1月中旬至下旬,烟苗移栽后常遭遇低温冷害. 同时,低温冷害极易引起烟株根系发育和早生快发受阻,造成田间烟株抗病性降低,加重田间病害流行[6-7],但目前生产上仍然缺乏对低温冷害的预防措施. 烟草青枯病和黑胫病是德宏烟区面临的最为严重的烟草根茎类病害,对后期烟叶产质量影响大[8],目前生产上仍缺乏有效的病害防治措施. 同时,近年来以烟草花叶病毒病(Tobacco Mosaic Virus,TMV)和烟草马铃薯Y病毒病(Tobacco Potato Virus Y,PVY)为代表的烟草病毒病在德宏烟区的发生呈逐年上升的趋势,感病烟叶烘烤后品质降低,对烟草健康栽培和高质量烟叶产出带来了潜在风险[9],生产上亟须提升防控意识,加大防控投入.
目前,德宏烟区地域性的低温冷害“大问题”亟待解决,普遍存在的烟草根茎类病害“老问题”需重点突破,日益严重的病毒病“新问题”不容忽视,生产上迫切需要一套可行、有效、可靠的技术方案服务德宏烟区的烟草健康栽培,以期低温冷害有效缓解、田间病害精准防控、烤后烟叶提质增收. 近年来,植物医学[10]和植物健康管理[11]理念的兴起为烟草健康栽培提供了重要思路. 针对云南省德宏傣族景颇族自治州陇川县烟叶生产中存在的冷害预防与病害精准防控一体化技术体系不足、烟株健康管理难度大的问题,本研究从植物医学的角度出发,遵循“预防为主、综合防治、精准用药”的植保原则,设计了一套基于冷害抗性诱导和精准用药的烟草健康栽培全程专业化植保托管服务技术方案. 该技术方案分别在云南省德宏傣族景颇族自治州陇川县城子镇护国乡、景罕镇拥军社,及户撒乡隆光村、芒炳村和曼捧村等5个示范点进行技术示范,总示范面积达33 hm2. 其中,重点对户撒乡隆光村处理区与对照区(未采用该技术方案处理)的烟株生长、病害发生情况和烟叶产质量进行了追踪调查,探究该技术方案的可行性和有效性,为进一步优化适用于德宏烟区的冷害抗性诱导和病害防控技术体系提供参考.
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本试验于2024年在云南省德宏傣族景颇族自治州陇川县5个示范点开展,重点阐述户撒乡隆光村示范点的示范成效,其中处理区面积8.53 hm2,对照区面积6.66 hm2.
处理区和对照区烟草品种均为KRK26.
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烟苗于2024年1月14日开始移栽,1月25日移栽完成,2月15日开始撕膜培土,4月15日开始盛花打顶,打顶当天采用25%氟节胺乳油100 mL/667 m2进行杯淋、涂抹芽点,抑制腋芽生长,促进上部叶片营养生长. 4月28日开始采烤,7月10日采烤完成.
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处理区烟株处理措施见表 1,烟苗培育由当地育苗业主采用漂浮育苗法进行统一培育管理,烟田按照云南香料烟有限责任公司制定的标准化生产技术进行管理,处理区严格按照关键植保技术方案执行,不额外施加其它药剂. 对照区由烟农自行采购药剂进行病害防控,药剂配置均遵循二次稀释、现配现用的原则,淋根每667 m2用水量为200 kg,缓苗期叶面喷雾每667 m2用水量为15~20 kg,团棵期叶面喷雾每667 m2用水量为25~30 kg,打顶期叶面喷雾每667 m2用水量为50~60 kg.
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采用5点随机调查方法,处理区和对照区分别选择5个调查点,每个点选择有代表性的烟株10株,挖出完整烟株根系后清洗,清洗过程中尽量不损伤烟株根系,吸干烟株根系水分后测量烟株最大根长(cm),并确定根系鲜质量(g).
按照5点随机调查方法,处理区和对照区分别选择5个调查点,每个点选择有代表性的烟株10株进行挂牌标记,按《烟草农艺性状调查方法》(YC/T 142—2010),在烟草团棵期和打顶后7 d测定烟株的农艺性状,主要包括株高(cm)、茎围(cm)、有效叶片数(片)、最大叶长(cm)、最大叶宽(cm),并计算最大单叶面积(cm2).
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结合当地的病害发生特点,按照《烟草病虫害分级及调查方法》(GB/23222—2008)对处理区和对照区烟草青枯病、黑胫病、马铃薯Y病毒病和花叶病毒病进行调查. 按照5点随机调查方法,处理区和对照区分别选择5个调查点,每个调查点固定调查2000株烟株,确定每个调查点的发病株数及发病级数,计算发病率和病情指数,并评估病害防控效果. 烟草青枯病于烟株第3次烟叶采收时进行调查(发病高峰期),烟草黑胫病于烟株团棵期(发病初期)和现蕾期(发病高峰期)进行调查,烟草马铃薯Y病毒病于烟株打顶后7 d(发病高峰期)进行调查,烟草花叶病毒病于烟株旺长期(发病高峰期)进行调查. 发病率、病情指数及相对防效计算公式如下:
烟草青枯病、黑胫病、烟草马铃薯Y病毒病、烟草花叶病毒病发病级数分级标准参照《烟草病虫害分级及调查方法》(GB/23222-2008)和《烟草有害生物的调查与测报》[12].
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于处理区和对照区所在烟田随机设置5个气温监测点,以d为单位,对当日最高气温、最低气温和地膜下的最低气温进行监测记录,以有效积温温度10 ℃和0 ℃为参照温度,重点关注低于10 ℃和0 ℃的时间,以评估烟苗移栽后田间低温冷害情况.
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按照5点随机调查方法,处理区和对照区分别选择5块烟田,每块烟田面积不低于3 335 m2,追踪调查烘烤后烟叶产量(kg/667 m2)和产值(元/667 m2),计算烟叶均价(元/kg).
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采用Excel 2013对试验数据进行基本处理;采用SPSS 17.0统计软件以独立样本T检验法进行差异分析;采用Origin 2021绘图.
1.1. 试验地点与供试作物
1.2. 田间管理
1.3. 处理区关键植保技术
1.4. 数据调查
1.4.1. 烟株农艺性状调查
1.4.2. 烟田代表性病害调查
1.4.3. 田间气温监测
1.4.4. 烟叶产值调查
1.5. 数据分析
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烟苗移栽后的田间气温监测统计结果表明(图 2),移栽后田间出现2次较为明显的低温现象,田间最低气温和膜下最低气温均低于有效积温温度10 ℃,且个别时间点田间最低气温低于0 ℃,其中,1月16日和1月20日田间最低气温低于0 ℃,2月7日至10日田间最低气温不超过0 ℃.
对烟株移栽后20 d(掏苗压土期)根系性状进行调查,结果如图 3所示. 由图 3可知,处理区烟株根系发育明显优于对照区,对照区烟株平均最大根长为10.57 cm,平均根系鲜质量为3.45 g,处理区烟株最大根长和根系鲜质量较对照区显著提高39.36%和41.16%,表明本技术方案能有效促进烟株根系发育.
对处理区和对照区烟株生育期进行调查,结果显示,处理区烟株较对照区提前5 d进入团棵期(烟株宽度为株高的2倍). 对处理区和对照区烟株团棵期和打顶后7 d的农艺性状进行调查,结果如表 2所示. 由表 2可知,团棵期和打顶后7 d,处理区烟株株高、茎围和最大叶面积均显著高于对照区. 其中,团棵期处理区烟株株高、茎围和最大叶面积较对照区分别提高26.28%、43.72%和32.15%,处理区烟株有效叶片数与对照区无显著差异. 打顶后7 d,处理区烟株株高、茎围和最大叶面积较对照区分别提高9.88%、14.47%和31.58%,处理区烟株平均有效叶片数较对照区多出约1片/株.
综上,本技术方案能有效缓解低温对于烟株发育的不利影响,显著促进烟株的根系的发育和地上部的生长.
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于第3次烟叶采烤时(发病高峰期,6月10日),对处理区和对照区田间烟草青枯病发生情况进行调查,结果如图 4所示. 由图 4可知,第3次采烤时,户撒乡隆光村示范点田间烟草青枯病较为严重,对照区烟草青枯病平均发病率高达90.40%,病情指数为83.40,处理区烟草青枯病发病率为49.20%,病情指数为41.20,处理区烟草青枯病发病率和病情指数较对照区分别降低45.58%和50.60%. 由此可见,在烟草青枯病发生较重的隆光村烟点,本技术方案对田间烟草青枯病表现出一定的防控效果,第3次烟叶采烤时,处理区对烟草青枯病的相对防效可达50.60%.
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分别于烟株团棵期(发病初期,3月15日)和现蕾期(发病高峰期,4月1日)对处理区和对照区田间烟草黑胫病发生情况进行调查,结果如图 5所示. 由图 5可知,在团棵期,对照区烟草黑胫病发病率为22.00%,病情指数为3.78,处理区烟草黑胫病发病率为4.00%,病情指数为0.44,处理区烟草黑胫病发病率和病情指数较对照区分别降低81.82%和88.24%. 在现蕾期,对照区烟草黑胫病发病率为32.00%,病情指数为9.56,处理区烟草黑胫病发病率为8.00%,病情指数为1.56,处理区烟草黑胫病发病率和病情指数较对照区分别降低75.00%和83.72%. 由此可见,处理区对田间烟草黑胫病有较好的防控效果,发病高峰期(现蕾期)处理区相对防效可达83.72%.
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分别于烟株打顶后7 d(发病高峰期,4月)对处理区和对照区田间烟草马铃薯Y病毒病发生情况进行调查,结果如图 6所示. 由图 6可知,打顶后7 d,对照区烟草马铃薯Y病毒病发病率为39.00%,病情指数为14.11,处理区发病明显较轻,发病率为10.00%,病情指数为2.22,处理区烟草马铃薯Y病毒病发病率和病情指数较对照区分别降低74.36%和84.25%. 由此可知,处理区对田间烟草马铃薯Y病毒病有较好的控制效果,打顶后7 d处理区相对防效可达84.25%.
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于烟株旺长期对处理区和对照区田间烟草花叶病毒病发生情况进行调查,结果如图 7所示. 由图 7可知,打顶后7 d,对照区烟草花叶病毒病发病率为14.00%,处理区发病率为4.00%,病情指数为0.89,处理区烟草花叶病毒病发病率和病情指数较对照区分别显著降低71.43%和73.33%. 由此可知,处理区对田间烟草花叶病毒病旺长期的相对防效为73.33%.
综上所述,处理区药剂施用对田间烟草黑胫病、烟草马铃薯Y病毒病和烟草花叶病毒病均有较好的防控效果,有效提升了田间烟株的抗病性.
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对处理区和对照区烟叶采收烘烤后的产量、产值和烟叶均价进行调查统计,结果如表 3所示. 由表 3可知,处理区烟叶的产量、产值和均价均显著高于对照区. 其中,处理区烟叶产量较对照区增加了9.07 kg/ 667 m2,处理区烟叶均价较对照区提高了2.03元/kg,处理区每667 m2的产值较对照区增加579.20元. 同时,根据调查和统计,处理区病害防控药剂投入178元/667 m2,对照区烟农自购病害防控药剂平均投入262元/667 m2,本技术方案可进一步节约病害防控药剂投入84元/667 m2,实际增收达663.20元/667 m2,增收率达15.53%,表明处理区药剂施用对于烟叶有较明显的增产、增收效果.
2.1. 田间低温冷害发生情况和烟株农艺性状调查
2.2. 烟草病害情况调查
2.2.1. 烟草青枯病
2.2.2. 烟草黑胫病
2.2.3. 烟草马铃薯Y病毒病
2.2.4. 烟草花叶病毒病
2.3. 烟叶产量和产值调查
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云南省德宏烟区每年1—7月的田间气候条件适宜,有利于烤烟生长发育,该地区以种植冬春烟为主[13],所产烟叶清甜香突出,兼具焦甜香,是我国高端卷烟不可或缺的优质原料[14],其中,陇川县位于德宏州中部植烟区,气候特点为低温多雨、日照长、土壤养分中等[7],陇川冬春烟种植过程中也常遭遇低温冻害,严重影响烟农的收入和种烟积极性. 本文针对德宏烟区烟叶生产中存在的两个关键问题,制定了基于冷害抗性诱导和病害精准药剂防控的烟草健康栽培技术方案. 针对陇川县冬春烤烟种植过程中的低温冷害问题,提出有机钙和植物免疫蛋白淋根和叶面喷雾、生长调节剂叶面喷雾处理,最终田间烟株的低温冷害得到了有效缓解,处理区烟株根系发育、株高、茎围和叶面积均具得到有效促进. 有机钙[15-16]、植物免疫蛋白[17-19]和生长调节剂[20-22]等在农业上可用于缓解高温、干旱和病原胁迫等不利条件对植物生长和产量的影响,具有提高植物抗逆性的功能,本研究证实了这些材料有助于烟株冷害抗性的提升,但其最佳的施用方法和施用时间以及诱导提升烟株抗逆性的机制仍有待进一步探索.
针对德宏烟区生产上面临的烟草青枯病、黑胫病、烟草马铃薯Y病毒病和花叶病毒病等病害问题,本文形成了以预防为主、药剂精准施用为核心的病害防控技术体系,筛选了一系列具有高效控病活性的药剂,形成了病害预防和精准防控技术方案. 其中,针对烟草青枯病,化学药剂防控以及发病期用药均难达到很好的病害防控效果,因此,对于这种病害的防治,应当更加重视早期的预防措施和对烟株根际微生态的调控,以期构建起一个强大的生物防护屏障[23],比如,可在移栽期和团棵期以5×109CFU/克多粘类芽孢杆菌进行淋根处理[24]. 另外,本文中针对烟草青枯病的防控措施比较单一,田间病害防控效果仅为34.05%,后续的病害防控应重视土壤调理[25]和营养平衡[26]等措施的补充. 针对烟草黑胫病,早期预防和药剂精准防控就能实现对病害很好的控制,生产上应重视移栽期和小培土期的常规性药剂统防统治,需尽早用药对烟株茎基部进行喷淋,切勿有侥幸心理,在移栽期和团棵期以109芽孢/克枯草芽孢杆菌淋根调控土壤微生态预防烟草黑胫病[27]、在移栽期以氟吗乙铝淋根防治烟草黑胫病[28, 29],发病高峰期对烟草黑胫病的防效可达83.72%. 烟草马铃薯Y病毒病和花叶病毒病近年在德宏地区发生呈加重趋势,发病地块病害发生初期应重视发病地和周边地块及时用药处理,针对往年发病地块或者烟区,应做好当年田间烟株病残体的集中清除和消毒,次年应重点落实该地块或烟区的提前病害预防处理,在当季缓苗期至旺长期以螯合态流体锌[30]、寡糖链蛋白[31]、毒氟磷[32]、丙唑·吗啉胍[33]防治烟草病毒病,同时,重视对传毒害虫的防治,在团棵期以联苯·呋虫胺[33]防控刺吸/食叶类害虫切断病毒病虫传途径提升病害防控效果,发病高峰期对烟草马铃薯Y病毒病以及花叶病毒病的田间相对防效可达73%以上. 在旺长期以春雷霉素盐酸盐[35]、苯甲嘧菌酯[36]防控叶斑类病害,同时根据需要叶面进行中微量元素补充,平衡烟株营养提升烟株健康程度[26],保障烟叶元素和成分的协调度,提升烘烤后烟叶品质.
本文提出的基于冷害抗性诱导和病害精准药剂防控的烟草健康栽培技术方案,实现了针对不同病害的发生和流行特点,在关键时期选用对靶的菌剂/药剂进行预防处理和药剂精准防控,有效缓解了盲目用药和过度用药导致的防效不佳、农药残留风险高的问题,同时,还有效降低了田间人工和药剂投入成本,为德宏烟区烟草健康栽培提供了一套可行的控病增产增收技术方案. 另一方面,本文也探索了一条全程专业化植保托管服务的道路,实现了技术服务的全程“定点、定案、定时、定员”,即处理和对照区全程定点追踪、瞄准目标定案精准对靶防控、技术措施全程定员推动跟进、监测预警指导技术措施定时介入,通过全程植保托管服务的方式,达到了较好的示范引领效果,初步解决了德宏烟区低温冷害和病害问题,为更好解决德宏烟区烟草健康栽培和田间病害防控问题提供了新思路.